毕业设计（论文）-基于S7-200 PLC的中央空调控制系统的设计.docx

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1、毕业设计（论文）基于P1.C的中央空调控制系统的设计所在学院专业班级姓名学号指导老师合作导师2017年3月制毕业设计（论文）任务书学院专业班学生学号-X毕业设计（论文）题目：二、 毕业设计（论文）工作规定进行日期：2017年X月X日起至201X年Xf1.XHIh三、 毕业设计（论文）进行地点：四、 任务书的内容：指导教签名：年月日教研室主任签名：年月11学生签名：进度表第1周，明确设计任务,根据设计要求查阅相关参考资料.第2周，确定设计方案，绘制硬件结构图。第2周，分配P1.C输入和输出,绘制主电路，控制电路，P1.C接线图纸，进行期间选择和计算，编制罂件清单.。第3周，编写控制程序潦程图，编

2、写软件程序笫4周，整理资料，撰写毕业论文，反贪修改直至符合要求，打印装订。目录第I章概述3第2章总体方案4第3或硬件设计63. 1P1.C选择63.2 主电路图63.3 控制电路图83.4 P1.C1/0分配93.5 P1.C外围接线图10第4章软件设计124. 1P1.C内部使用地址定义124.2流程图设计134.3P1.C梯形图程序154.4语句表程序33第5章器件选择435. 1电机选型435. 2断路器选择435. 3交流接触器选型435. 4热过我继电器435. 5变频落选型435.6器件清堆44第6章调试466. 1调试方案466.2 调试工具466.3 硬件调试466.3 .1断

3、电检查466.4 .2通电检查476.4 软件调试476.5 调试总结48总结49参考文献50致谢51第1章概述中央空调控制系统的设计对自动化专业的学生而言是与时俱进、涵盖知识面广的课题.本课题研究的主要内容是学习集中式空调系统的各个环节，掌握空调系统原理、控制要求及性能指标：通过热力学和传热学知识，利用机理法创建空调房间数学模型，为控制方案的确立和控制参数调整奠定基础：利用服I可路闭环控制系统实现空调房间温度控制，并用P1.C的PID控制参数以达到良好效果.空调系统是现代建筑中的主要设备系统，是楼宇自动控制系统的主要监控对象之一。空调系统耗能在建筑总能耗中占40%左右，通过楼宇自动控制系统实

4、现其节能运行，意义重大。空调控制系统是要对室内温湿度等参数进行控制，使之很好地跟踪设定值，同时尽可能减少能源消耗，达到节能的目的。而其对象是不可预知的，如人员的多少、设备的发热量，空调系统又具有很大的滞后特性，系统中又有很多的检测、控制点。空调系统在运行过程中，控制系统要对其进行实时调控，对空调系统的控制系统性能要求较高。所以要达到很好的控制效果，乂要节能，就必须设计个良好的控制系统。目前空调系统应用越来越广泛，几乎所有的新建建筑物都有空调系统，人们对空调舒适度的要求越来越高，同时，由于空调耗能大，节能问题日益突出，所以研究空调系统的控制具有广泛的意义。对不同的工程，空调系统虽然有所不同,控制

5、方案也会有所不同，但其基本的分析方法、原理是相同的。故本次设计对于类似项目还具有普遍意义。第2章总体方案运行P1.C对中央空调实现集中控制，根据温度检测结果自动调节冷风机风量和风机启停组数.假设共有3台机组，每台功率为15k%使用一台变频器，任何时候同时只一台风机变频运行。通过检测温度，跟设定的温度进行比较，温度高于设定温度。延迟一定时间，预设1分钟，温度还是高于设定温度，则启动增加风机检测到温度低于设定温度，延迟一定时间，例如1分钟，定时时间到,温度还是低丁设定温度，则执行减少风机11采用温度传感器加变送器检测温度，变为O-IoV电信号,经P1.C的模拟量扩展模块转变为0到32000的数字量

6、信号，经P1.C计算得到实际温度，检测温度跟设定控制祖度比较，进行PII)控制,PID输出。到1.O的标准值，转成O到32000的整数，经模拟量输出模块,输出OT(W的电压信号，控制变频器的频率，然后变频器对风机电机进行无极调速，进行温度控制。控制系统的示意图如图2.1所示。启动按钮接P1.C的输入，用于按下启动按钮，启动系统。停止按钮接P1.C的输入，用于按下停止按钮，停止系统。急停开关接P1.C的输入，按下急停开关,全部输出停止，进行报警。手动启动和停止风机1到风机3的按钮接P1.C的输入，用于手幼时，通过按手动按钮可以维独启动和停止风机I到风机3.风机1到风机3的故障反馈接P1.C的输入

7、,用于检测风机电机故障,停止相应的风机,并进行报警.风机1到风机3的工频启动，变频启动接P1.C的输出，用于控制风机1到风机3工频或者变须运行。运行指示灯和故障指示灯接P1.C的输出，用于指示系统运行状态。变缴启动信号接P1.C的输出，用于启动变频器。温度传感潜加变送器TT1.接P1.C的模拟量输入，用于将温度信号转成OIOV的电压信号，然后将模拟量输入模块转成0到32000数字量信号，得到温度。P1.C模拟量输出模块输出的O-IOV的电压信号接P1.C的模拟量输入,用于控制变频频率。启州8停止蚓急停球钿自靛打开关手林耕正按钮只械蚁债A1.P1.C1#刖I施运行2瓶机工负运行一T2#湫I姆运行

8、）3瓶假蛇行赚甑灯朋1#肺3微机I111i)A2图27控制系统示意图第3章硬件设计3. 1P1.C选择根据控制工艺的要求，神定控制系统使用的输入输出点类型和点数。进行分析，系统共使用了13路数字量输入，9路数字量输出，1路模拟量输入，1路模拟珏输出。故可以选择西门子的S7-200P1.C中的CPU226,S7-226P1.C本体含有24路数字量输入，16路维电器输出，不含模拟量输入和输出，可以满足本系统的数字量输入和数字地输出的使用要求。由于系统还需要对湿度进行检查，另外需要对变频港进行控制，故可以增加块模拟量输入和模拟员输出混合EV235,含4路模拟员输入和1路模拟量输出，可以满足本系统的I

9、路模拟量输入和1路模拟量输出的控制需要。3.2主电路图主电路如图3-1所示。外部3相380V交流电,经1.I,1.2,1.3.N供设备使用。1.I,1.2,1.3是3相火或，N是零线。QFI是总的断路涔，起到通断设备电源作用。FUI是总熔断器，起到短路过潦保护作用。QF2是变频网路断路器，VFD1.是变频器，用于驱动风机电机变频运行。K7是变频器启动中间继电罂，P1.C通过控制KAI线圈得电，KAI常开触点闭合，接通变频器的端子5和9,启动变频器运行。AQWO是P1.C模拟量输入和输出模混合块EM235输出的O-IOV电压信号，用于控制变频器频率，对冷却风机电机进行无极调速.M1.是冷却风机1

10、电机，用于驱动冷却风机1。KM2是冷却风机1电机变频启动接触器，KH2线圈得电，KM2常开主触点闭合，使用变频黯VFDI驱动电机图3-1主电路图变频运行。FRI是冷却风机1电机回路过载热保护维电潜，起到过我保护冷却风机1,避免冷却风机1长时间过载运行，烧毁冷却风机1电机。QF3是冷却风机1工频启动回路断路器，KM1.是冷却风机1工频运行接触器。同样的，M2是冷却风机2电机，用于驱动冷却风机2.KM4是冷却风机2电机变频启动接触器。FR2是冷却风机2电机回路过冷热保护继电器。QF4是冷却风机2工频启动回路断路器，KM3是冷却风机2工频运行接触器。同样的，M3是冷却风机3电机，用F驱动冷却风机3。

11、KM6是冷却风机3电机变频启动接触器。FR3是冷却风机3电机回路过我热保护继电器。QF5是冷却风机3工频启动回路断路器，KM5是冷却风机3工频运行接触器。3.3 控制电路图控制电路如图3-2所示。外部220V交流电，QF4是控制电路断路器,FU2是控制电路短路过流保护熔断器。A1.是直流开关电源，经过1.招220V交流KM1.KM2KM3KM4X3KMe1.I1.IwsK3-4控制电路电变成24V直潦电,供P1.C的输入和输出，和P1.C的模拟量输入和输出混合模块EM233使用。KMI是濡风机工缴启动接触器，KA1.是14风机工频启动继电器，P1.C通过控制K1线圈得电，KA1.常开触点闭合，

12、接触器KM1.线圈得电，启动1#风机工频运行。KM2是1#风机变频启动接触器，KA2是1#风机变频启动维电器，P1.C通过控制KA2线圈得电,KA2常开触点闭合,接触器KM2线圈得电，启动IK风机变频运行。同样的，KM3是24风机工缴启动接触器，KA3是2空风机工频启动继电器，P1.C通过控制KA3线圈得电，KA3常开触点闭合，接触器KM3线圈得电，启动2#风机工频运行。同样的，KM4是24风机变频启动接触器,KA4是2#风机变频启动继电器,P1.C通过控制KA4线图得电,KA4常开触点闭合,接触器KM4线圈得电,启动2升风机变频运行。同样的，KM5是3笔风机工频启动接触器，KR5是胜风机工频

13、启动维电器，P1.C通过控制KA5线圈得电，KA5常开触点闭合，接触器KM53线圈得电，启动3#风机工频运行。同样的，KM6是3#风机变频启动接触器，KA6是3#风机变频启动维电器，P1.C通过控制KA6线圈得电，KA6常开触点闭合,接触器KM6线圈得电，启动3H风机变频运行。3.4 P1.CI/O分配P1.C系统的输入和输出分配如表3-1,3-2,3-3.3-4所示表3-1数字量输入分配表名称P1.C地址外部编号启动按钮10.0SB1.停止按钮10.1SB2急停开关10.2SB3自动手动模式选择10.3SA1.手动启动风机I10.4SB4手动停止风机I10.5SB5手动启动风机210.6SB

14、6手动停止风机210.7SB7手动启动风机3II.0SB8手动停止风机311.1SB9风机1故障11.2FR1.风机2故障11.3FR2风机3故隙11.4FR323-2数字量输出为,配表名称P1.C地址外部编号风机1号工频启动QO-OKA1.风机I号变缴启动Q0.1KA2风机2号工频启动QO.2KA3风机2号变频启动Q0.3KA4风机3号工频启动Q0.4KA5风机3号变频启动Q0.5KA6变频启动Q0.6KA7自动运行指示灯Q0.7HI.1故障指示灯Q1.OH1.2目W3-3模拟属输入方卜配表名称P1.C地址外部编号温度传感器AIWOTT1.表37模拟量输出分配表名称P1.C地址外部编号变频频率捽制信号AQWO3.5 P1.C外围接线图P1.C输入和输出接线图见图3-3所示。外部22OV交流电经1.,N为P1.C提供电源。24V直流电为P1.C的输入和输出提供电源24V直流电为P1.C的模拟量输入和输出EM235提供电源.FR1.-IM三oI三三三3三4o5oo7I1.OI1.1.Q0.4Q05Qo6oo7soH1.FR21FR3,S7-200CPU226I1.AC220VN-NDC24VEM235AAM温度传感+变送的T1.图3-3P1.